零泊松比手风琴蜂窝结构非线性结构关系建立方法技术

本发明专利技术公开了零泊松比手风琴蜂窝结构非线性结构关系建立方法。首先针对周期性手风琴蜂窝结构代表性胞元，采用柔性梁模型对斜壁板大变形条件下的弯曲变形进行弹性分析和塑性分析,得到斜壁板分别处于弹性阶段和塑性阶段的等效投影、等效荷载，进而计算出周期性手风琴蜂窝结构处于弹性阶段和塑性阶段的等效应力、等效应变、等效泊松比和等效杨氏模量，特别的，手风琴蜂窝结构体现出了明显的零泊松比效应，有限元仿真证明了本发明专利技术的正确性和有效性。其次，针对主要结构参数(角度、屈服应力、长度、厚度)，分析了各参数对手风琴蜂窝结构非线性结构关系的影响，建立反映同一类手风琴蜂窝结构非线性结构关系的方法。结构非线性结构关系的方法。结构非线性结构关系的方法。

【技术实现步骤摘要】
零泊松比手风琴蜂窝结构非线性结构关系建立方法


[0001]本专利技术涉及零泊松比手风琴蜂窝结构的
，具体为零泊松比手风琴蜂窝结构非线性结构关系建立方法。

技术介绍

[0002]泊松比是指材料在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值，也叫横向变形系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。基于材料在拉伸或压缩时的横向变形效应，材料可以归纳为三类：正泊松比材料，负泊松比材料和零泊松比材料。大部分材料为正泊松比材料，表现为纵向拉伸时横向收缩，纵向压缩时横向膨胀；负泊松比材料表现为纵向拉伸时横向膨胀，纵向压缩时横向收缩；零泊松比材料表现为纵向拉伸或者压缩时，横向保持恒定。手风琴蜂窝结构不仅具备传统蜂窝结构的诸多优点，并且有别于传统结构的正泊松比变形特性，体现出了零泊松比效应，因而同时具备蜂窝结构特性和零泊松比材料变形特征，引起了学界的广泛关注，从而成为当下研究的热点，董文俊等分析采用经典欧拉梁理论研究了手风琴式蜂窝材料的等效模量和等效泊松比的计算方法，得到了面内两个正交等效模量以及泊松比解析表达式，验证了该蜂窝材料具有零泊松比的性质；刘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.零泊松比手风琴蜂窝结构非线性结构关系建立方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、数据分析定义水平方向为X方向，竖直方向为Y方向，针对周期性手风琴蜂窝结构在水平方向受力，截取代表胞元，判断胞元所处受力阶段(包括受压阶段和受拉阶段)，对代表胞元在水平方向受力，判断斜壁板所处变形阶段(包括弹性变形阶段和塑形变形阶段)并进行相应阶段的变形分析。S2、数据投影根据变形分析的结果得到斜壁板的等效投影和等效荷载。S3、结构关系根据所述斜壁板的等效位移和等效荷载得到周期性手风琴蜂窝结构等效应力、等效应变、等效泊松比和等效杨氏模量，建立手风琴蜂窝结构的非线性结构关系。2.根据权利要求1所述的零泊松比手风琴蜂窝结构非线性结构关系建立方法，其特征在于，针对所述手风琴蜂窝结构在水平方向受力，O点受压变形阶段弯矩M1、受拉变形阶段弯矩M3、和极限弯矩M
max
分别为：其中：E
s
是结构材料的杨氏模量，I是结构材料的极惯性矩，b是结构的壁板深度，t是结构的壁板厚度，s是受力变形后半斜壁板OB的弧长，l是斜壁板OA的长度，α是受力变形后半斜壁板弧坐标s处的转角(O点转角为0，B点转角为β)，σ
s
是结构材料的屈服应力，是结构AO壁板与CO壁板的夹角，F1(β)、F3(β)是第一类椭圆积分，η1、η3是坐标变换公式产生的新变量，是O
点η1的值、是O点η3的值。3.根据权利要求1所述的零泊松比手风琴蜂窝结构非线性结构关系建立方法，其特征在于，所述当M1＜M
max
或M2＜M
max
时，斜壁板处于弹性变形阶段，塑性铰θ0＝0；当M1≥M
max
或M2≥M
max
时，斜壁板处于塑形变形阶段，可确定唯一塑性铰θ0，O点受压塑形变形阶段弯矩M2、受拉塑形变形阶段弯矩M4分别为：其中：4.根据权利要求1所述的零泊松比手风琴蜂窝结构非线性结构关系建立方法、系统及设备，其特征在于，将代表胞元受力阶段以及斜壁板变形阶段分为四个模块A：胞元受压阶段斜壁板弹性变形阶段，斜壁板的等效投影和为：B：胞元受压阶段斜壁板塑形变形阶段，斜壁板的等效投影和为：C：胞元受拉阶段斜壁板弹性变形阶段，斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝林华，黄泽彬，孙静，刘东滢，罗怡婷，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：